【正文】 和社會(huì)服務(wù)中的地位與作用 高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室為科技開(kāi)發(fā)和社會(huì)服務(wù)提供了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)，可以在完成教學(xué)任務(wù)的前提下，對(duì)學(xué)校師生進(jìn)行開(kāi)放，以便滿足教師的科研需求和提高學(xué)生的操作能力，還可根據(jù)各部門(mén)的特點(diǎn)開(kāi)發(fā)一些應(yīng)用軟件；進(jìn)一步推廣，承攬社會(huì)上一些開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。 2) 在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的地位與作用 計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是教學(xué)計(jì)劃的重要組成部分。計(jì)算機(jī)知識(shí)已滲透到各個(gè)學(xué)科，每門(mén)學(xué)科幾乎都離不開(kāi)計(jì)算機(jī)，各學(xué)校都把計(jì)算機(jī)技術(shù)在各學(xué)科的應(yīng)用作為一項(xiàng)十分重要的工作來(lái)抓。 云實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案 南昌大學(xué) 軟件學(xué)院 2021 年 6 月 目錄 1. 概述 .......................................................................................................................... 1 項(xiàng)目背景 ..................................................................................................... 1 高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的重要性 .................................................................. 1 1) 在專(zhuān)業(yè)學(xué)科建設(shè)中的地位與作用 ........................................................... 1 2) 在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的地位與作用 .................................................................. 1 3) 在科技開(kāi)發(fā)和社會(huì)服務(wù)中 的地位與作用 ................................................ 1 高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)狀 ..................................................................... 2 1) 實(shí)踐教學(xué)過(guò)程受限 ................................................................................ 2 2) 資源使用率低 ....................................................................................... 2 3) 空間限制 .............................................................................................. 2 4) 管理成本增加 ....................................................................................... 3 發(fā)展趨勢(shì) .............................................................................................. 3 1) 國(guó)外云計(jì)算發(fā)展現(xiàn)狀 ............................................................................ 5 2) 國(guó)內(nèi)云計(jì)算發(fā)展現(xiàn)狀 ............................................................................ 8 建設(shè)目標(biāo) ................................................................................................... 11 方案總體思路 ............................................................................................ 11 更多價(jià)值 ................................................................................................... 12 2. 用戶需求分析 .......................................................................................................... 14 現(xiàn)有需求 ................................................................................................... 14 1) 云平臺(tái)建設(shè) ........................................................................................ 14 2) 實(shí)驗(yàn)體系與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè) ................................................................... 15 3) 隊(duì)伍建設(shè) ............................................................................................ 16 4) 實(shí)驗(yàn)室管理模式建設(shè) .......................................................................... 17 5) 實(shí)驗(yàn)質(zhì)量保障體系建設(shè) ....................................................................... 18 方案設(shè)計(jì)原則 ............................................................................................ 18 1) 統(tǒng)一規(guī)劃、逐步建設(shè)原則 ................................................................... 18 2) 集成性原則 ........................................................................................ 18 3) 安全性原則 ........................................................................................ 19 4) 可擴(kuò)展性原則 ..................................................................................... 19 5) 適應(yīng)性原則 ........................................................................................ 19 6) 高性價(jià)比原則 ..................................................................................... 19 3. 云實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目建設(shè)方案 ............................................................................................ 19 建設(shè)思路 ................................................................................................... 19 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計(jì) ............................................................................................ 20 物理部署設(shè)計(jì) ............................................................................................ 22 1) 總體部署 ............................................................................................ 22 2) 機(jī)柜內(nèi)連接方式 ................................................................................. 23 3) 交換機(jī)級(jí)聯(lián)方式 ................................................................................. 24 帶寬設(shè)計(jì) ................................................................................................... 25 IP 規(guī)劃設(shè)計(jì) ............................................................................................... 25 安全設(shè)計(jì) ................................................................................................... 26 方案詳情 ................................................................................................... 27 4. 總結(jié) ........................................................................................................................ 39 第 1 頁(yè) 1. 概述 項(xiàng)目背景 高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的重要性 高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室是高等院校的重要組成部分，它在培養(yǎng)人才、科學(xué)研究、科技開(kāi)發(fā)和社會(huì)服務(wù)及學(xué)校建設(shè)中具有重要的地位與作用。 1) 在專(zhuān)業(yè)學(xué)科建設(shè)中的地位與作用 計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室除了擔(dān)負(fù)普及計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)的責(zé)任外，還在其它學(xué)科發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。隨著多媒體教學(xué)的進(jìn)一步開(kāi)展，計(jì)算實(shí)驗(yàn)室可以協(xié)同其它學(xué)科開(kāi)展 CAI 教學(xué)組件的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，為教學(xué)手段的改革鋪路搭橋。隨著學(xué)校規(guī)模的不斷擴(kuò)大，新專(zhuān)業(yè)新課程層出不窮，需要上機(jī)的新課程層出不窮，計(jì)算實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生提供較好的上機(jī)實(shí)驗(yàn)環(huán)境，加強(qiáng)學(xué)生上 機(jī)實(shí)踐環(huán)節(jié)，以便有效地提高學(xué)生的計(jì)算機(jī)操作能力與應(yīng)用水平，培養(yǎng)高素質(zhì)的復(fù)合型人才。 第 2 頁(yè) 高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)狀 隨著社會(huì)對(duì)高素質(zhì)人才的迫切需求和高校自身的飛速發(fā)展，對(duì)高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室提出了更高的要求。雖然學(xué)校投入了大量財(cái)力物力，一直以來(lái)實(shí)驗(yàn)室資源都很緊張，實(shí)驗(yàn)室面積不夠用、電腦設(shè)備更新太快，總是不能滿足需求。 隨著計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的不斷擴(kuò)大，計(jì)算機(jī)數(shù)量大幅提高，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室在實(shí)踐教學(xué)、科研和管理過(guò)程中面臨著巨大 的挑戰(zhàn)。由于實(shí)驗(yàn)資源的緊張和不固定性，無(wú)法保證一人一機(jī)，這就造成多人使用同一實(shí)驗(yàn)機(jī)時(shí)破壞其他同學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的情況，使學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程的連續(xù)性無(wú)法得到保障；此外，實(shí)驗(yàn)環(huán)境的變化造成學(xué)生的實(shí)驗(yàn)效果和教學(xué)效果大打折扣。 2) 資源使用率低 傳統(tǒng)機(jī)房環(huán)境下，為了滿足學(xué)生的實(shí)驗(yàn)需求，學(xué)校投入了大量財(cái)力物力，建設(shè)規(guī)模龐大的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境。另一方面，學(xué)生只能在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放時(shí)才能使用，其它時(shí)間實(shí)驗(yàn)室又處于空閑狀態(tài)，還造成了實(shí)驗(yàn)室使用率過(guò)低的情況。并且機(jī)房使用 時(shí)間 通常 非常 集中，造成第 3 頁(yè) 排課復(fù)雜，不能滿足不同課程同時(shí)實(shí)驗(yàn)的要求 。 4) 管理成本 增加 傳統(tǒng)機(jī)房環(huán)境下，實(shí)驗(yàn)機(jī)少則幾十臺(tái)，多則上百臺(tái)，學(xué)生只能使用機(jī)房的計(jì)算機(jī)，由于機(jī)房的計(jì)算機(jī)接線復(fù)雜、凌亂，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)機(jī)易出故障。 發(fā)展趨勢(shì) 云計(jì)算被認(rèn)為是繼個(gè)人電腦、互聯(lián)網(wǎng)之后信息技術(shù)的又一次重大變革，將帶來(lái)工作方式和商業(yè)模式的根本性改變。其核心思想是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一管理和調(diào)度計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、軟件等資源，實(shí)現(xiàn)資源整合與配置優(yōu)化，以服務(wù)方式滿足不同用戶隨時(shí)獲取并擴(kuò)展、按需使用并付費(fèi)，最大限度地降低成本等各類(lèi)需求。 2021 年， Google、 IBM、Microsoft、 Amazon 和很多大學(xué)、研究所等相繼啟動(dòng)了大規(guī)模的云計(jì)算研究項(xiàng)目，包括 Google 的云計(jì)算平臺(tái)以及基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序、 IBM 的“藍(lán)云”平臺(tái)、 Microsoft 的 Azure 平臺(tái)、 Amazon 的彈性計(jì)算